JP2003337077A - 移動テーブルに備えられた回転体のアンバランス測定装置、測定方法、および回転体を備えた移動テーブルの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動テーブルに備わる回転体のアンバランス
量を簡易かつ正確に測定することができるアンバランス
測定装置、測定方法、および回転体を備えた移動テーブ
ルの制御装置を提供すること。 【解決手段】 回転体２０１のアンバランスに起因する
直動テーブル２０２の振動を複数の位置検出器１０４ａ
〜１０４ｂによって検出し、その振動の検出結果と回転
体２０１の回転位置とに基づいて、回転体２０１のアン
バランス量を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動テーブルに備
えられた回転体のアンバランス測定装置、測定方法、お
よび回転体を備えた移動テーブルの制御装置に関するも
のである。回転体は、例えば、工作機械などに用いられ
主軸装置もしくは回転装置に備わるものであり、移動テ
ーブルと共に位置決め制御される。

【０００２】

【従来の技術】従来、主軸装置もしくは回転装置におい
て、回転体が回転することによって生じるアンバランス
量を補正するためには、例えば、特開平９−１２６９３
６号公報に記載されているような方法が用いられてい
る。その方法においては、専用の動バランス調整機に回
転装置を搭載して、その動バランス調整機によって回転
体のアンバランスを測定する。そして、その測定結果に
よって得られた位相角とアンバランス量とを基にして、
そのアンバランスを修正すべく、回転体の一部に対して
加重もしくは除重をする。他の例としては、市販されて
いるアンバランス測定器を利用する方法がある。この方
法は、対象機械に対して、加速度計と基準角度検出器と
を別途取り付けて、回転体のアンバランスによる加速度
を検出し、その検出した加速度レベルから修正アンバラ
ンス量を求める。そして、そのアンバランスを修正すべ
く、回転体の指定角度に対して加重もしくは除重をす
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術には、以下のような問題がある。

【０００４】専用の動バランス調整機を使用した場合、
アンバランスの修正精度は向上するものの、アンバラン
スの修正を行う度に、回転装置を動バランス調整機に搭
載する必要がある。回転装置として、負荷変動がなく一
度アンバランス修正を行えば良いような装置の場合は、
このような方法によるアンバランス修正で十分である。

【０００５】しかし、回転装置にバイトやワークを搭載
する工作機械において、回転装置の負荷変動が頻繁に発
生する場合には、加工工程の変更の度に、回転装置を動
バランス調整機に搭載し直さなければならなくなり、加
工段取りの効率の低下をもたらす。そのため、このよう
な工作機械に搭載される回転装置のアンバランス修正
は、その装置上に、市販品のアンバランス測定器を設置
してアンバランス値を求め、そのアンバランス値に基づ
いて行っていた。市販品のアンバランス測定器は、対象
装置に、新たに加速度計と基準角度検出器を取り付け
て、回転体のアンバランスに起因する加速度を検出する
ことによって、アンバランスの修正値を求める。そのた
め、加速度計や基準角度検出器の設置状態、対象装置の
構造上の問題、もしくは加速度計や基準角度検出器の検
出分解能の不足などによって、それらの検出精度が機械
の要求精度を満足できないことがある。

【０００６】本発明の目的は、移動テーブルに備わる回
転体のアンバランス量を簡易かつ正確に測定することが
できるアンバランス測定装置、測定方法、および回転体
を備えた移動テーブルの制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の移動テーブルに
備えられた回転体のアンバランス測定装置は、複数の位
置検出手段と複数の駆動手段を用いて位置決め制御され
る移動テーブルに備えられた回転体に関し、その回転体
が所定の軸線を中心として回転するときのアンバランス
量を測定するための測定装置であって、前記回転体の回
転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転体のア
ンバランスに起因する前記移動テーブルの振動を前記複
数の位置検出手段によって検出し、その振動の検出結果
と、前記回転位置検出手段によって検出される前記回転
体の回転位置とに基づいて、前記回転体のアンバランス
量を検出するアンバランス検出手段と、を備えることを
特徴とする。

【０００８】本発明の移動テーブルに備えられた回転体
のアンバランス測定方法は、複数の位置検出手段と複数
の駆動手段とを用いて位置決め制御される移動テーブル
に備えられた回転体に関し、その回転体が所定の軸線を
中心として回転するときのアンバランス量を測定するた
めの測定方法であって、前記回転体のアンバランスに起
因する前記移動テーブルの振動を前記複数の位置検出手
段によって検出し、その振動の検出結果と前記回転体の
回転位置とに基づいて、前記回転体のアンバランス量を
検出することを特徴とする。

【０００９】本発明の回転体を備えた移動テーブルの制
御装置は、所定の軸線を中心として回転される回転体を
備えた移動テーブルを、複数の位置検出手段と複数の駆
動手段とを用いて位置決め制御する制御装置であって、
前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転体のアンバランスに起因する前記移動テーブル
の振動を前記複数の位置検出手段によって検出し、その
振動の検出結果と、前記回転位置検出手段によって検出
される前記回転体の回転位置とに基づいて、前記回転体
のアンバランス量を検出するアンバランス検出手段と、
を備えることを特徴とする。

【００１０】本発明において、回転体のアンバランス量
を検出する時には、例えば、移動テーブルの制御パラメ
ータを変更して、移動テーブルのコンプライアンス特性
を調整し、移動テーブルを回転体の回転周期に応じて振
動しやすくする。そして、移動テーブルの位置検出手段
を用いて、回転体のアンバランス量を高精度に検出する
ことにより、そのアンバランスの修正精度を向上させ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１２】図１は、回転体を備えた直動テーブル（移
動テーブル）の構成を説明するための分解斜視図であ
る。

【００１３】図１中のＸ，Ｙ，Ｚ座標において、Ｚ軸は
重力に沿う方向（以下、「Ｚ方向」ともいう）である。
２０１は、回転装置の一部を構成する回転体である。２
０２は、Ｚ軸に沿って移動する直動テーブル（移動テー
ブル）、２０３ａ，２０３ｂは、直動テーブル２０２の
ガイドを固定するコラムである。２０４は、左右のコラ
ム２０３ａ，２０３ｂを連結する連結部材であり、図１
においては、この連結部材２０４と左右のコラム２０３
ａ，２０３ｂとを分離して現している。２０５ａ，２０
５ｂは、Ｘ軸およびＹ軸に沿う方向（以下、「Ｘ−Ｙ方
向」ともいう）における直動テーブル２０２のガイドで
ある。また、直動テーブル２０２は、それに設けられて
いる不図示の静圧流体軸受けによって、ガイド２０５
ａ，２０５ｂを基準にして、Ｘ−Ｙ方向に非接触で移動
可能に支持されている。２０６ａ，２０６ａ'、２０６
ｂ，２０６ｂ'、２０６ｃ，２０６ｃ'、２０６ｄ，２０
６ｄ'（２０６ｃ、２０６ｄは不図示）は、コラム２０
３ａ，２０３ｂにリニアモータ１１０ａ〜１１０ｄを固
定するための固定部材である。

【００１４】２０７ａ〜２０７ｄは、直動テーブル２０
２に推力を加えるリニアモータ１１０ａ〜１１０ｄの固
定子、２０８ａ〜２０８ｄ（２０８ｃ、２０８ｄは不図
示）は、リニアモータ１１０ａ〜１１０ｄの可動子であ
る。図１においては、左側の固定部材２０６ａ，２０６
ａ'、２０６ｂ，２０６ｂ'と左側の２つのリニアモータ
１１０ａ，１１０ｄとを分離して現している。２０９ａ
〜２０９ｄ（２０９ｃ、２０９ｄは不図示）は、直動テ
ーブル２０２のＺ方向の変位を高精度に検出するレーザ
測長器の測長用ミラーである。２１０ａ〜２１０ｄは、
直動テーブル２０２と、それに搭載されている回転装置
と、の重量を支持するためのバランスシリンダである。

【００１５】直動テーブル２０２は、４本のバランスシ
リンダ２１０ａ〜２１０ｄによってＺ方向に支持され、
固定子２０７ａ〜２０７ｄと可動子２０８ａ〜２０８ｄ
とを含む構成の計４つのリニアモータ１１０ａ〜１１０
ｄの推力により、Ｚ方向に移動される。その移動量は、
測長ミラー２０９ａ〜２０９ｄの位置を計測するレーザ
測長器によって検出する。回転体２０１を含む回転装置
は直動テーブル２０２に組み込まれ，その回転体２０１
は、Ｙ方向の軸Ｏを回転軸として、Ｘ−Ｚ軸平面内にて
回転される。

【００１６】図２は、回転体２０１と直動テーブル２０
２を制御し、かつ回転体２０１の回転によって生じるア
ンバランス量を検出する制御装置のブロック構成図であ
る。

【００１７】本制御装置は、回転体２０１を制御する制
御系と、直動テーブル２０２を制御する制御系とに大別
される。さらに、直動テーブル２０２の制御系は、直動
テーブル２０２と回転装置の重量を補償するためのバラ
ンスシリンダ２１０ａ〜２１０ｄ内の流体圧力を制御す
るバランスシリンダ制御装置１０３と、リニアモータ１
１０ａ〜１１０ｄを用いて直動テーブル２０２を位置決
め制御する位置制御系と、によって構成される。また、
後者の直動テーブル２０２の位置制御系にはフィードバ
ック制御系（制御ループ）が３つあり、４つのリニアモ
ータ１１０ａ〜１１０ｄと、測長ミラー２０９ａ〜２０
９ｄの移動量を計測する４つのレーザー測長器（位置検
出器）１０４ａ〜１０４ｄを用いて、直動テーブル２０
２のＺ軸方向の位置と、Ｘ軸およびＹ軸回りの２方向の
回転姿勢と、を制御する。

【００１８】図２において、１１１は、回転体２０１を
一定速度で回転させるためのスピンドル制御装置であ
る。１１２は原点センサであり、回転体２０１に設けら
れた回転角度の基準となる原点を検出する。１０６ａ〜
１０６ｃは、偏差を演算するための減算器、１０７ａ〜
１０７ｃは、減算器１０６ａ〜１０６ｃによって演算さ
れた偏差を処理して、直動テーブル２０２のフィードバ
ック制御を安定化させるＰＩＤ補償器である。１０８は
推力分配器であり、ＰＩＤ補償器１０７ａ〜１０７ｃの
出力を合成して、直動テーブル２０２に推力を与えるリ
ニアモータ１１０ａ〜１１０ｄの推力指令を生成する。
１０９ａ〜１０９ｄは、推力指令を増幅してリニアモー
タ１１０ａ〜１１０ｄの駆動信号を生成するリニアモー
タ駆動装置である。本例の場合、位置検出器としてのレ
ーザ測長器１０４ａ〜１０４ｄは、測長ミラー２０９ａ
〜２０９ｄの位置に基づいて、直動テーブル２０２のＺ
方向の位置を計測する。１０５は座標変換器であり、レ
ーザ測長器（以下、「位置検出器」ともいう）１０４ａ〜
１０４ｄによって検出された位置信号から、直動テーブ
ル２０２のＺ方向における位置の変位ｚと、Ｘ軸回りの
回転位置の変位ωｘと、Ｙ軸回りの回転位置の変位ωｙ
と、を計算する。

【００１９】１０３はバランスシリンダ制御装置であ
り、図１におけるバランスシリンダ２１０ａ〜２１０ｄ
の流体圧力を制御する。それらのバランスシリンダ２１
０ａ〜２１０ｄは、前述したように、直動テーブル１０
１と、それに搭載されている回転装置の重量と、を支持
する。１１３は、位置検出器１０４ａ〜１０４ｄと原点
センサ１１２の信号から、回転体２０１のアンバランス
に起因する振動ベクトルを検出するためのアンバランス
検出器である。１１４はアンバランス測定制御装置であ
り、本制御装置における直動テーブル２０２および回転
体２０１の制御を管理し、アンバランス検出器１１３の
検出結果に基づいてアンバランス修正量を生成する。

【００２０】直動テーブル２０２の位置決め制御におい
ては、４つのリニアモータ１１０ａ〜１１０ｄを使用し
て、図２におけるＺ軸方向の位置（ｚ）と、Ｘ軸回りの
回転（ωｘ）と、Ｙ軸回りの回転（ωｙ）と、をフィー
ドバック制御する。つまり、位置検出器１０４ａ〜１０
４ｄによって検出された位置信号が座標変換器１０５に
よってフィードバック信号に変換され、そのフィードバ
ック信号に基づいて、前述した３つのフィードバック制
御系が直動テーブル２０２の位置を制御する。座標変換
器１０５は、前述したように、直動テーブル２０２のＺ
方向の位置信号ｚと、Ｘ軸回りの回転信号ωｘと、Ｙ軸
回りの回転信号ωｙと、の３つのフィードバック信号を
生成する。

【００２１】フィードバック信号ｚは、減算器１０６ａ
によって、直動テーブル２０２のＺ軸方向の目標位置で
あるＣｚと現位置との位置偏差として計算される。そし
て、その位置偏差をなくすように、４つのリニアモータ
１１０ａ〜１１０ｄが推力を発生する。このＺ方向のフ
ィードバック制御系は、制御補償器として代表的なＰＩ
Ｄ補償器１０７ａによって安定化される。

【００２２】同様に、フィードバック信号ωｘ，ωｙ
は、減算器１０６ｂおよび１０６ｃによって、設定され
た目標指令Ｃωｘ，Ｃωｙと現回転位置との偏差として
計算される。そして、それらの偏差をなくすように、４
つのリニアモータ１１０ａ〜１１０ｄが推力を発生す
る。それらのフィードバック制御系は、ＰＩＤ補償器１
０７ｂおよび１０７ｃによって安定化される。

【００２３】推力分配器１０８は、これら３つのフィー
ドバック制御系から出力された制御信号に基づいて、４
つのリニアモータ１１０ａ〜１１０ｄへの推力指令を生
成する。

【００２４】仮に、このような３つの位置決め制御系だ
けによって、Ｚ軸方向に移動する直動テーブル２０２を
位置決めしようとした場合には、推力が大きいリニアモ
ータ１１０ａ〜１１０ｄが必要となり、その分、装置全
体が大型化してしまう。そこで一般には、重力方向（Ｚ
軸方向）に移動する直動テーブルに、その直動テーブル
の重量を支持するバランス機構を設けることによって、
その直動テーブルを移動させるリニアモータの推力を軽
減している。

【００２５】本例の場合は、図１のように４つのバラン
スシリンダ２１０ａ〜２１０ｄを設け、それらが発生す
る推力によって、直動テーブル２０２と回転装置の自重
とを支持する。それらのバランスシリンダ２１０ａ〜２
１０ｄによって発生する推力は、バランスシリンダ制御
装置１０３が、バランスシリンダ２１０ａ〜２１０ｄ内
の流体圧力を設定された圧力Ｃｐに制御することによっ
て調整される。

【００２６】以上のように、直動テーブル２０２は、位
置決めフィードバック制御系とシリンダ２１０ａ〜２１
０ｄの流体圧力制御系とによって、位置決め制御され
る。一方、回転体２０１は、スピンドル制御装置１１１
によって、設定された一定速度の回転数に制御される。

【００２７】仮に、回転装置の回転体２０１が任意の回
転数に制御されているとき、その回転体２０１にアンバ
ランスが生じると、回転体２０１の回転軸と直交する方
向に、回転体２１０の回転周期に同期した力が発生す
る。その力は、回転体２０１のガイド２０５ａ，２０５
ｂを介して直動テーブル２０２に伝達される。その伝達
された力は、直動テーブル２０２の外乱成分となるた
め、直動テーブル２０２の位置精度の劣化を招く。この
精度劣化を防ぐためには、回転体２０１のアンバランス
量を精度良く検出して、そのアンバランスを修正する必
要がある。

【００２８】そこで、本例においては、制御装置内にア
ンバランス検出器１１３を設けて、回転体２０１のアン
バランス量を検出する。アンバランス検出器１１３は、
回転体２０１の回転角度の基準を検出する原点センサ１
１２と、直動テーブル２０２の位置を検出する位置検出
器１０４ａ〜１０４ｄの信号に基づいて、回転体２０１
の回転角度の基準（以下、「基準角度」ともいう）に対す
る直動テーブル２０２の振動ベクトルを検出する。直動
テーブル２０２の振動は、回転体２０１において発生し
た振動の伝達によって生じるため、結果的には、回転体
２０１の振動ベクトルに比例した信号が検出されること
になる。特に、本例のように直動テーブル２０２が流体
軸受けによって支持されて、その駆動手段としてリニア
モータ１１０ａ〜１１０ｄを用いる場合には、直動テー
ブル２０２が非接触構成であるため、回転体２０１の振
動がロス無く直動テーブル２０２の振動として検出され
る。

【００２９】回転体２０１の振動を直動テーブル２０２
において精度よく検出するためには、直動テーブル２０
２を回転体２０１の回転周期で振動しやすい状態とす
る。本例の場合、検出しようとする直動テーブル２０２
の振動方向に関しては、直動テーブル２０２が機械的に
フリー状態とされ、圧力制御されたシリンダ２１０ａ〜
２１０ｄと位置フィードバック制御されている２０８ａ
〜２０８ｄと２０９ａ〜２０９ｄとで構成されるリニア
モータの推力で支持されている。そのため、フィードバ
ック制御系の制御パラメータとして、例えばＰＩＤ補償
器１０７ａ〜１０７ｃのゲインを調整することによっ
て、直動テーブル２０２の振動振幅を変更することがで
きる。

【００３０】図３は、一例として、ＰＩＤ補償器１０７
ａのゲイン調整を行って、直動テーブル１０１における
Ｚ方向のコンプライアンス特性を変化させた場合の説明
図である。すなわち、ＰＩＤ補償器１０７ａのゲインの
変更によって、直動テーブル２０２のコンプライアンス
特性が曲線３０１または曲線３０２のように変化する。
曲線３０１の特性では、周波数１０Ｈｚで直動テーブル
２０２が振動し易くなり、曲線３０２の特性では、周波
数２０Ｈｚで直動テーブル２０２が振動し易くなる。例
えば、回転体２０１を６００ｒｐｍで回転させる時に、
曲線３０１のコンプライアンス特性になるようにＰＩＤ
補償器１０７ａのゲインを設定した場合、回転体２０１
のアンバランス量による回転体２０１の振動は、直動テ
ーブル２０２においてより大きな振動として検出される
ことになる。その結果、アンバランス検出器１１３によ
って振動ベクトルを高精度に検出して、アンバランスの
修正精度を向上させることができる。

【００３１】アンバランスの修正量は、アンバランス検
出器１１３を用いて、以下の手順１，２，３の測定によ
り求めることができる。

【００３２】（手順１）直動テーブル１０２の制御系に
おけるＰＩＤ補償器１０７ａ〜１０７ｃの調整の終了後
に、回転体２０１を回転制御して、それを所定の使用回
転数とする。その回転数が所定の使用回転数に到達した
後に、アンバランス検出器１１３に、回転体２０１の角
度基準を検出する原点センサ１１２から出力される基準
角度信号と、４つの位置検出器１０４ａ〜１０４ｄによ
って検出される直動テーブル１０２のＺ方向の振動の検
出信号と、を取り込む。４つの位置検出器１０４ａ〜１
０４ｄは、前述したように、図１に示す測長ミラー２０
９ａ〜２０９ｄのＺ方向の位置を検出するレーザ測長器
であり、直動テーブル２０２の四隅に配置されて、Ｚ方
向の振動を検出する。

【００３３】そして、測長ミラー２０９ａ，２０９ｂに
対応する２つの位置検出器１０４ａ，１０４ｂによって
検出された振動の平均値から、直動テーブル２０２の図
１中手前側（面２０２Ａの側）の幅方向（Ｘ軸方向）の
中心におけるＺ方向の振動を求める。つまり、回転体２
０１が直動テーブル２０２の中心に配置されているた
め、図１中のＸ−Ｙ平面座標において、回転体２０１の
手前側における回転中心軸ＯのＺ方向の振動を求めるこ
とができる。同様に、図１中不図示の測長ミラー２０９
ｃ，２０９ｄ（リニアモータ１１０ｃ，１１０ｄの固定
し２０７ｃ，２０７ｄと対をなす可動子２０８ｃ，２０
８ｄ（不図示）に取り付けられている）に対応する２つ
の位置検出器１０４ｃ，１０４ｄによって検出された振
動の平均値から、直動テーブル２０２の図２中奥側（面
２０２Ｂの側）の幅方向（Ｘ軸方向）の中心におけるＺ
方向の振動、つまり回転体２０１の奥側における回転中
心軸ＯのＺ方向の振動を求める。

【００３４】このようにして求めた回転中心軸Ｏの手前
側と奥側におけるＺ方向の振動の最大振動量と、その振
動時における回転体２０１の位相角度（原点センサ１１
２によって検出される基準角度を基準とする回転体２０
１の位相角度）と、から、回転中心軸Ｏの手前側と奥側
における振動ベクトルＺｆ，Ｚｒを求める。

【００３５】（手順２）次に、回転体２０１の手前側の
面に、既知の質量の重りを付加する。その重りを付加す
る位置は、回転中心Ｏから所定距離離れた円周上であ
り、かつ原点センサ１１２によって検出される基準角度
を基準とする既知の位相角度の位置とする。この重りの
質量と、その付加位置の位相角によって形成されるベク
トルをＵｆとする。そして、このように重りを付加した
状態のまま、回転体２０１を所定の使用回転数で回転さ
せる。

【００３６】回転体２０１が所定の使用回転数に達した
後に、上述した手順１と同様に、回転体２０１の角度基
準を検出する原点センサ１１２から出力される基準角度
信号と、４つの位置検出器１０４ａ〜１０４ｄによって
検出される直動テーブル１０２のＺ方向の振動の検出信
号を取り込み、回転中心軸Ｏの手前側と奥側における振
動ベクトルＺｆｆ，Ｚｆｒを求める。

【００３７】（手順３）手順２において付加した重りを
外し、回転体２０１の奥側の面に、既知の質量の重りを
付加する。その重りを付加する位置は、回転中心Ｏから
所定距離離れた円周上であり、かつ原点センサ１１２に
よって検出される基準角度を基準とする既知の位相角度
の位置とする。この重りの質量と、その付加位置の位相
角によって形成されるベクトルをＵｒとする。そして、
このように重りを付加した状態のまま、回転体２０１を
所定の使用回転数で回転させる。

【００３８】回転体２０１が所定の使用回転数に達した
後に、上述した手順１と同様に、回転体２０１の角度基
準を検出する原点センサ１１２から出力される基準角度
信号と、４つの位置検出器１０４ａ〜１０４ｄによって
検出される直動テーブル１０２のＺ方向の振動の検出信
号を取り込み、回転中心軸Ｏの手前側と奥側における振
動ベクトルＺｒｆ，Ｚｒｒを求める。

【００３９】以上の手順１，２，３によって求めた振動
ヘクトルは、図４（ａ）〜（ｄ）のように表すことがで
きる。

【００４０】図４（ａ）は、手順１によって求めた手前
側の振動ベクトルＺｆと、手順２にて重りを取り付けた
ときの手前側の振動ベクトルＢｆｆと、の関係の説明図
である。振動ベクトルＢｆｆは、初期のアンバランス重
量と手前側に付加した重りによる振動ベクトルＵｆとの
合成によって、手前側に生じた振動ベクトルである。し
たがって、その重りによる振動ベクトルＵｆによって生
じる手前側の振動ベクトルは（Ｂｆｆ−Ｚｆ）となる。

【００４１】図４（ｂ）は、手順１によって求めた奥側
の振動ベクトルＺｒと、手順２にて重りを取り付けたと
きの奥側の振動ベクトルＢｆｒと、の関係の説明図であ
る。振動ベクトルＢｆｒは、初期のアンバランス重量と
手前側に付加した重りによる振動ベクトルＵｆとの合成
によって、奥側に生じた振動ベクトルである。したがっ
て、その重りによる振動ベクトルＵｆによって生じる後
側の振動ベクトルは（Ｂｆｒ−Ｚｒ）となる。

【００４２】図４（ｃ）は、手順１によって求めた手前
側の振動ベクトルＺｆと、手順３にて重りを取り付けた
ときの手前側の振動ベクトルＢｒｆと、の関係の説明図
である。振動ベクトルＢｒｆは、初期のアンバランス重
量と奥側に付加した重りによる振動ベクトルＵｒとの合
成によって、手前側に生じた振動ベクトルである。した
がって、その重りによる振動ベクトルＵｒによって生じ
る手前側の振動ベクトルは（Ｂｒｆ−Ｚｆ）となる。

【００４３】図４（ｄ）は、手順１によって求めた奥側
の振動ベクトルＺｒと、手順３にて重りを取り付けたと
きの奥側の振動ベクトルＢｒｒと、の関係の説明図であ
る。振動ベクトルＢｒｒは、初期のアンバランス重量と
奥側に付加した重りによる振動ベクトルＵｒとの合成に
よって、奥側に生じた振動ベクトルである。したがっ
て、その重りによる振動ベクトルＵｒによって生じる後
側の振動ベクトルは（Ｂｒｒ−Ｚｆ）となる。

【００４４】以上の手順１，２，３によって求めた振動
ベクトルと、重りによる振動ベクトルＵｆ，Ｕｒと、の
相関係数ベクトルを下式のようにａ１１，ａ１２，ａ２
１，ａ２２とする。

【００４５】ａ１１・Ｕｆ＝（Ｂｆｆ−Ｚｆ） ａ１２・Ｕｆ＝（Ｂｆｒ−Ｚｒ） ａ２１・Ｕｒ＝（Ｂｒｆ−Ｚｆ） ａ２２・Ｕｒ＝（Ｂｒｒ−Ｚｒ） これらの相関係数ベクトルａ１１，ａ１２，ａ２１，ａ
２２は、下式によって求めることができる。

【００４６】ａ１１＝（Ｂｆｆ−Ｚｆ）／Ｕｆ ａ１２＝（Ｂｆｒ−Ｚｒ）／Ｕｆ ａ２１＝（Ｂｒｆ−Ｚｆ）／Ｕｒ ａ２２＝（Ｂｒｒ−Ｚｒ）／Ｕｒ これらの相関係数ベクトルａ１１，ａ１２，ａ２１，ａ
２２と、手順１にて求めたアンバランス状態の振動ベク
トルＺｆ，Ｚｒとから、アンバランス重りベクトルＭ
ｆ，Ｍｒを下式によって求める。

【００４７】

【数１】

【００４８】そして、このアンバランス重りベクトルＭ
ｆ，Ｍｒの示す位相角度において、そのベクトルの示す
重量を削除したり、もしくは、アンバランス重りＭｆ，
Ｍｒが示す位相角度から１８０°ずれた角度において、
そのベクトルの示す重量を付加することによって、回転
体２０１の回転時のアンバランスを修正することができ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、移動テ
ーブルの位置決め制御用の位置検出手段を用いて、その
移動テーブルに備わる回転体のアンバランス量を測定す
るため、特別な測定器を新たに準備することなく、移動
テーブルの制御装置上にて、回転体のアンバランス量を
簡易かつ正確に測定することができる。したがって、回
転体のアンバランスの修正工程に要する時間を短縮する
ことができる。

【００５０】また、移動テーブルの位置検出手段は、移
動テーブルの位置決め制御に必要とされる充分な分解能
をもつため、その位置検出手段の機能を活用することに
より、回転体のアンバランス量の測定精度を高めること
ができる。特に、そのアンバランス量の測定時に、移動
テーブルの制御パラメータを変更して、その移動テーブ
ルのコンプライアンス特性を調整することにより、より
一層、回転体のアンバランス量の測定精度を高めること
ができる。これらの結果、回転体のアンバランスの修正
精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態において用いる直動テーブ
ルの分解斜視図である。

【図２】図１における直動テーブルの制御系を説明する
ためのブロック構成図である。

【図３】図１における直動テーブルのコンプライアンス
特性の説明図である。

【図４】(ａ)，（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図２におけ
るアンバランス検出器によって求める振動ベクトルの説
明図である。

【符号の説明】

１０３ バランスシリンダ制御装置 １０４ａ〜１０４ｄ 位置検出器 １０５ 座標変換器 １０６ａ〜１０６ｃ 減算器 １０７ａ〜１０７ｃ ＰＩＤ補償器 １０８ 推力分配器 １０９ａ〜１０９ｄ リニアモータ駆動装置 １１０ａ〜１１０ｄ リニアモータ（駆動手段） １１１ スピンドル制御装置 １１２ 原点センサ １１３ アンバランス検出器 １１４ アンバランス測定制御装置 ２０１ 回転体 ２０２ 直動テーブル（移動テーブル） ２０３ａ，２０３ｂ コラム ２０４ 連結板 ２０５ａ，２０５ｂ ガイド ２０６ａ〜２０６ｄ，２０６ａ'〜２０６ｄ' 固定部材 ２０７ａ〜２０７ｄ 固定子 ２０８ａ〜２０８ｄ 可動子 ２０９ａ〜２０９ｄ 測長ミラー ２１０ａ〜２１０ｄ バランスシリンダ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の位置検出手段と複数の駆動手段を
   用いて位置決め制御される移動テーブルに備えられた回
   転体に関し、その回転体が所定の軸線を中心として回転
   するときのアンバランス量を測定するための測定装置で
   あって、 前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、 前記回転体のアンバランスに起因する前記移動テーブル
   の振動を前記複数の位置検出手段によって検出し、その
   振動の検出結果と、前記回転位置検出手段によって検出
   される前記回転体の回転位置とに基づいて、前記回転体
   のアンバランス量を検出するアンバランス検出手段と、 を備えることを特徴とする移動テーブルに備えられた回
   転体のアンバランス測定装置。
2. 【請求項２】 前記回転位置検出手段は、前記回転体に
   おける回転角度の基準位置を検出するセンサを備えるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の移動テーブルに備えら
   れた回転体のアンバランス測定装置。
3. 【請求項３】 前記移動テーブルの移動方向と前記回転
   体の回転軸とが直交することを特徴とする請求項１また
   は２に記載の移動テーブルに備えられた回転体のアンバ
   ランス測定装置。
4. 【請求項４】 前記アンバランス検出手段は、前記回転
   体の回転周期に応じて、前記移動テーブルの位置決め制
   御の制御パラメータを変更することを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の移動テーブルに備えられた
   回転体のアンバランス測定装置。
5. 【請求項５】 前記回転体は、前記移動テーブルに搭載
   された回転装置に備わることを特徴とする請求項１から
   ４のいずれかに記載の移動テーブルに備えられた回転体
   のアンバランス測定装置。
6. 【請求項６】 前記回転体は、前記移動テーブルに搭載
   された主軸装置に備わることを特徴とする請求項１から
   ４のいずれかに記載の移動テーブルに備えられた回転体
   のアンバランス測定装置。
7. 【請求項７】 前記移動テーブルは、流体軸受けによっ
   て移動自在にガイドされ、前記駆動手段はリニアモータ
   であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
   載の移動テーブルに備えられた回転体のアンバランス測
   定装置。
8. 【請求項８】 複数の位置検出手段と複数の駆動手段と
   を用いて位置決め制御される移動テーブルに備えられた
   回転体に関し、その回転体が所定の軸線を中心として回
   転するときのアンバランス量を測定するための測定方法
   であって、 前記回転体のアンバランスに起因する前記移動テーブル
   の振動を前記複数の位置検出手段によって検出し、 その振動の検出結果と前記回転体の回転位置とに基づい
   て、前記回転体のアンバランス量を検出することを特徴
   とする移動テーブルに備えられた回転体のアンバランス
   測定方法。
9. 【請求項９】 所定の軸線を中心として回転される回転
   体を備えた移動テーブルを、複数の位置検出手段と複数
   の駆動手段とを用いて位置決め制御する制御装置であっ
   て、 前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、 前記回転体のアンバランスに起因する前記移動テーブル
   の振動を前記複数の位置検出手段によって検出し、その
   振動の検出結果と、前記回転位置検出手段によって検出
   される前記回転体の回転位置とに基づいて、前記回転体
   のアンバランス量を検出するアンバランス検出手段と、 を備えることを特徴とする回転体を備えた移動テーブル
   の制御装置。